張永明：搞科學研究要準備吃苦，不吃苦就出不了成果
2014-04-16 19:03:07
admin
134
據(jù)上海教育新聞網(wǎng)2012年10月30日訊 氯堿工業(yè)是我國國民經(jīng)濟基礎產(chǎn)業(yè)：我國氯堿工業(yè)年產(chǎn)能超過7000萬噸，所生產(chǎn)的燒堿和氯氣是基本化工原料，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，支撐著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展。但是，如此事關(guān)國民經(jīng)濟命脈的關(guān)鍵材料，長期以來卻一直長著“外國心”——生產(chǎn)氯氣和燒堿的關(guān)鍵設備電解槽的核心部件——全氟離子膜，多年來一直100%依賴進口，是制約我國氯堿工業(yè)安全運行和健康發(fā)展的瓶頸。
上海交通大學張永明教授團隊，歷時十余年攻關(guān)，一舉攻克了氯堿全氟離子膜國產(chǎn)化這個難題，使中國成為全球除美國日本外第三個掌握這一技術(shù)的國家，不僅攻克了困擾我國30年之久的重大科技難題，還擺脫了國外的長期壟斷，解決了我國氯堿工業(yè)安全問題，中國氯堿工業(yè)技術(shù)從此有了“中國心”，使我國完成了從氯堿打過到氯堿強國的歷史跨越，成為中國氯堿工業(yè)發(fā)展的里程碑。
無所不在的氯堿工業(yè)
如果大家對“氯堿工業(yè)”依然覺得陌生，可以跟著我們在日常生活中找找它們的身影——2005年“非典”來臨時，著實火了一把的84消毒液，就是由氯氣和燒堿反應制備的；氯氣制備的鹽酸，是一般潔廁液的主要成分；制備的漂白粉，廣泛用于食品行業(yè)如飲用水和果蔬的殺菌消毒，還常用于游泳池、浴室、家具等設施及物品的消毒，此外也常用于油脂、淀粉、果皮等食物的漂白。工業(yè)上還可用于廢水脫臭、脫色處理，制備多種農(nóng)藥、含氯的有機溶劑。氯氣用于制備塑料，其中聚氯乙烯塑料（簡稱PVC）大家應該很熟悉，幾乎每個人都要用到它。燒堿在國民經(jīng)濟中也有廣泛應用，使用燒堿*多的部門是化學藥品的制造，其次是造紙、煉鋁、煉鎢、人造絲、人造棉和肥皂制造業(yè)。另外，在生產(chǎn)染料、塑料、藥劑及有機中間體，舊橡膠的再生，制金屬鈉、水的電解以及無機鹽生產(chǎn)中，制取硼砂、鉻鹽、錳酸鹽、磷酸鹽等，也要使用大量的燒堿。
說到這里，大家應該已經(jīng)可以理解，生產(chǎn)氯氣和燒堿的關(guān)鍵設備電解槽的核心部件——全氟離子膜，其國產(chǎn)化對于我們國家工業(yè)和國民生產(chǎn)安全運行是多么重要。
多年來，我國政府對全氟離子膜的研究開發(fā)給予了極大關(guān)注。“六五”、“七五”期間，化工部與中國科學院牽頭組織了全氟離子膜的聯(lián)合攻關(guān)，大批科技人員付出了大量艱辛的勞動。“十五”、“十一五”期間，科技部有將全氟離子膜作為重大項目立項，希望*終實現(xiàn)全氟離子膜國產(chǎn)化。
在過去的十幾年間，我國斥巨資引進國外全氟離子膜將成了3000多萬噸氯堿生產(chǎn)能力的全氟離子膜及其裝備，雖然大大改善了氯堿工業(yè)的裝備水平，解決了我國高質(zhì)量燒堿需要進口的難題。但是，隨著離子膜和離子膜裝備引進的增加，我國氯堿工業(yè)安全運行的隱患越來越嚴重，一旦出現(xiàn)不可預測因素，離子膜進口被阻斷，將對國民經(jīng)濟造成沉重打擊。因此，研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全氟離子膜工程化技術(shù)，實現(xiàn)全氟離子膜的國產(chǎn)化，是科技界迫在眉睫的重大任務。
在張永明教授看來，以國家重大戰(zhàn)略需求為導向，高校與企業(yè)開展產(chǎn)學研合作，形成強大的科技創(chuàng)新力量，對推動我國基礎產(chǎn)業(yè)和新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展具有重要意義。由此，開啟了上海交通大學和山東東岳集團長達近10年的離子膜研發(fā)。
在實現(xiàn)成功的路上經(jīng)歷了無數(shù)次失敗
離子膜研發(fā)可謂一個龐大的系統(tǒng)工程，不僅需要投入大量資金，更需要一個強大的科研團隊，其研發(fā)難度可想而知。自從到東岳的第一天起，張永明團隊就以全身心的精力投入到離子膜研發(fā)中。
在承擔全氟離子膜材料研究課題時，課題組面臨一個十分嚴峻的難題，那就是在時間短、任務重的情況下，圓滿完成任務。在這種情況下，張永明在項目課題實施期間，始終與技術(shù)人員一道堅守在中試現(xiàn)場，從每一個試車方案、每一個操作細節(jié)和操作環(huán)節(jié)，他都要親自加以指導，及時解決技術(shù)上出現(xiàn)的難題。他吃住在現(xiàn)場，工作到深夜后，他就在簡陋的辦公室里休息一會。在其行動的感召下，現(xiàn)場所有實驗人員每天都以飽滿的精神工作10小時以上。此間，張永明也曾創(chuàng)下了連續(xù)一周不出實驗室的紀錄。
憑借在含氟新材料領(lǐng)域較高的學術(shù)造詣和分析解決問題的能力，憑借多年艱苦奮斗、樸實嚴謹?shù)目蒲芯瘢瑥堄烂鲙ьI(lǐng)東岳研發(fā)團隊連續(xù)攻克了一系列全氟離子膜材料和全氟高分子材料的關(guān)鍵技術(shù)，申請了幾十項發(fā)明專利，突破目前國外專利技術(shù)的壟斷和保護，對促進我國高性能特種高分子材料領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。
張永明團隊以超人的毅力和智慧完成了氯堿全氟離子膜的研發(fā)，10年時間他們幾乎犧牲了所有的節(jié)假日和周末，還有兩位年輕的成員為此獻出了寶貴生命。中國氯堿全氟離子膜是張永明團隊的驕傲，也是中國的驕傲。從離子膜的研制成功到工業(yè)規(guī)格的離子膜大規(guī)模應用，張永明教授感慨道：在實現(xiàn)成功的路上經(jīng)歷了無數(shù)次失敗，但正是國家的急需、校企結(jié)合的平臺、各級領(lǐng)導的關(guān)心和期望以及研究團隊的忘我勞動，克服了一切難題，*終取得了成功。
2004年5月24日，“全氟離子交換膜材料研究”項目被國家列為“863計劃”重大項目；2005年9月8日，山東省人民政府召開東岳集團離子膜項目產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)場辦公會，離子膜項目被列為舉全省之力支持的山東省高新技術(shù)一號工程；2006年3月19日，東岳離子膜研究項目順利通過國家“863計劃”驗收；2006年12月18日，“全氟離子膜工程技術(shù)研究”被列為國家“十一五”科技支撐計劃重大項目。
2009年9月22日2:54，1.35米寬的全氟離子膜成功下線，一舉打破國外壟斷，中國成為全球第三個掌握這一技術(shù)的國家，解決了我國氯堿工業(yè)安全問題，氯堿工業(yè)有了“中國心”。
全氟離子膜的研發(fā)工作受到了黨和國家領(lǐng)導人的高度關(guān)注，胡錦濤總書記、溫家寶總理等國家領(lǐng)導人親臨全氟離子膜研發(fā)和生產(chǎn)基地現(xiàn)場視察指導，詳細聽取了張永明教授的匯報，高度評價了離子膜研發(fā)方面取得的成績。胡錦濤在視察后的講話中說：“你們在這個領(lǐng)域為我們國家填補了空白，打破了國外技術(shù)壟斷。通過實踐，你們也體會到產(chǎn)學研結(jié)合的體制，有利于科技領(lǐng)域的突破。”
張永明教授深有感觸地說：“搞科學研究，就是要做好吃苦的準備，不吃苦就出不了成果。”從2006年承擔國家“十一五”科技支撐計劃重大項目“全氟離子交換膜工程技術(shù)研究”至今，張永明一直兢兢業(yè)業(yè)奮斗在第一線，從東岳到全國各地甚至國外，通過不斷地交流與研習，努力掌握當前世界*先進的信息技術(shù)。
支撐新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
氯堿工業(yè)用全氟離子膜的研發(fā)成功，不僅攻克了困擾我國30年之久的重大科技難題，擺脫了美國和日本的長期壟斷，為我國化學工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻，而且對于推動我國民族產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自主創(chuàng)新具有重要意義，也為探索產(chǎn)學研合作的有效模式，提供了有益經(jīng)驗。
2006年，團隊圓滿完成了“十五”國家863計劃“全氟離子交換膜材料研究”的全部任務，取得了一系列核心技術(shù)突破，到2010年，圓滿完成了“十一五”國家支撐計劃“全氟離子膜工程技術(shù)研究”全部任務，幅寬1.35米寬的通用尺寸的國產(chǎn)氯堿工業(yè)離子膜全套生產(chǎn)線建成投產(chǎn)。2010年5月14日，東岳氯堿離子膜已在中化集團滄州大化黃驊氯堿廠工業(yè)氯堿生產(chǎn)裝置上一次性送電成功。2010年“七一”到來之前，上海交通大學與東岳集團校企聯(lián)合研發(fā)的離子膜在東岳公司萬噸氯堿裝置上應用成功，李克強副總理致電祝賀。標志著氯堿用離子膜已完全實現(xiàn)國產(chǎn)化。
中國氯堿全氟離子膜性能媲美國外同類著名產(chǎn)品，運行兩年后電流效率仍然在95%以上，現(xiàn)已進入大規(guī)模應用推廣階段。基于國產(chǎn)全氟離子膜的成功應用，國家發(fā)改委于2011年第九號令中決定，在“十二五”期間用先進的離子膜技術(shù)淘汰我國仍保留的部分落后石棉隔膜氯堿產(chǎn)能，屆時每年將節(jié)省50億度電、160萬噸標準煤、減排CO2600萬噸，節(jié)省100多億元的電廠投資。保留這部分產(chǎn)能的原因是為防止一旦全氟離子膜進口受阻時，我國能夠有部分應急能力。
作為研發(fā)團隊的領(lǐng)軍人物張永明教授，擁有授權(quán)發(fā)明專利100多項，發(fā)表SCI論文60多篇，獲得多個獎項。2010年被中華全國總工會評為全國勞動模范，是2012年度何梁何利獲獎優(yōu)秀科學家代表。
全氟離子膜具有廣泛用途，它不僅是我國重要基礎產(chǎn)業(yè)——氯堿工業(yè)的核心材料，支撐我國大多數(shù)行業(yè)的安全運行和健康發(fā)展，更是新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)——燃料電池汽車發(fā)動機的核心部件、以及能源領(lǐng)域核心材料，張永明教授在這些領(lǐng)域的的研究走在了世界的前列。
張永明表示，今后的路還很長，將發(fā)揚勞模精神，為我國的科技創(chuàng)新再立新功。